62.5m油船动力装置设计.doc

一设计任务书及相关说明41.1设计任务书41.2相关说明5二、主机选型设计62.1 船舶主机选型的论证6本船是一艘成品油船，根据本船的特点，对主机选型有如下要求：62.2 海军常数法对主机选型7三、滑油系统的计算93.1贮油舱的计算93.2.滑油循环泵（主滑油泵）93.3 主机滑油循环柜容积103.4滑油沉淀柜113.5污油柜113.6油渣柜113.7主机滑油备用泵113.8其他11四、船舶空调系统124.1空调区域的划分124.2 空调管路布置注意事项134.3船用空调器负荷估算13五、管路附件 、管路计算和布置注意事项145.1管路附件145.2管径计算155.3管路布置15六、本人的设备明细表16附图一：空调管系原理图附图二：滑油管系原理图附图三：cad练习图一、本人的设计任务书和相关说明 1.1设计任务书 我们小组进行的是第六条船（62.5油船）的船舶动力装置设计。本人主要做了主机选型设计、滑油管系设计和空调管系的设计和该船滑油系统和空调系统原理图的绘制。本人所使用的设计参数和所按照的要求如下：总长62.50m垂线间长58.00m型宽10.60m型深4.40m设计吃水3.20m结构吃水3.40m航区:中国沿海载重量:1049t总吨:825t净吨:462t航速:10.5kn续航力:1750nmile载货量(r=0.83t/m)1000t货油舱1284m船员12p燃油舱26m压载舱418m淡水舱26m主机组:2set 发电机组:2set柴油机64GFC-HW6-2801持续功率88.3kw1500r/min柴油机燃油消耗率197g/kWh机组电制 AC400V 50Hz发电机SB-HW6-64-WC.34功率64kW货油泵组:2set柴油机6135ACaf功率110kW1500r/min离合器PJ120传递能力0.088kW/r/min货油泵200CYZ-65排量350m/h注意：（1）因为未做详细说明，可以认为，所有柴油机（6台）滑油消耗率为2.04g/kWh。（2）所有辅机柴油机带滑油泵、淡水泵、海水泵、燃油滤器、机油双联滤器、膨胀水箱各一只。 本船为双机双螺旋桨推进，尾机型布置的柴油机动力装置船。续航力按照180小时设计（具体时间见总体规划书）。两台推进柴油机（主机）的输出端通过弹性联轴节以及减速齿轮箱减速后经短轴和艉轴分别驱动两个定距螺旋桨。主机的推进装置采用电气遥控装置，可在驾驶室控制主机转速及齿轮箱的换向和脱排，通过转换亦能在机旁控制。 本船主、辅机燃用#0轻柴油，机舱位于底舱艉部#9#22肋位间。 本船机电设备应具有CCS船级社证书，防污染设备还需要具有政府法定认可证书。 1.2相关说明 本人在此次设计中借鉴了前辈的成果，对他们辛勤工作表示感谢和敬意。 另外，本人在绘制滑油系统和空调系统原理图cad图纸时分别参考船舶动力装置设计教学课件526页和民用船舶动力装置（商圣义）168页。二、主机选型设计2.1 船舶主机选型的论证 主机是一艘船舶的“心脏”，是船舶活动力的来源，因此主机选型是整个动力装置设计过程中的核心内容。主机的性能直接影响到传播的其他各项参数，如船舶的操纵性，营运经济性，可靠性，振动及噪声以及机舱布置等等。表征主机的主要性能参数包括：额定功率，额定转速，平均有效压力，燃油和滑油消耗率，输出扭矩等。本船是一艘成品油船，根据本船的特点，对主机选型有如下要求： （1）从重量和尺寸的角度，要求主机重量轻，尺寸尽量小，以便增加船舶载重量，缩小机舱容积。 （2）从功率和转速的角度，要求主机是大功率运行，低转速，以得到比较高的船舶推进效率。 （3）从燃油和滑油的角度，应对燃油和滑油要求较低，耗油率尽量低，尽量综合考虑，以减少成本，提高营运的经济性。 （4）从主机的造价，寿命以及维修的角度，要求主机的造价较低，使用寿命长维修保养方便。 （5）振动和噪声要尽量小。 （6）柴油机的热效率要高，燃油消耗率要尽量低。2.2 海军常数法对主机选型 本船数据中，有母型船，经对比，可以发现，满足应用海军常数法的应用条件，可以采用海军常数法。 母型船技术参数：Loa=75.00 m Lpp=72.00 m B=13.60 m D=3.20 mT=2.40 m V=18 km/h 续航力 ： 180 h 排水量：1890 t 我们组的船型技术参数：Loa=65.00 m Lpp=58.00 m B=10.60 m D=4.40 m T=3.20 m V=10.5kn 续航力 ： 180 h 由上可以看出，可以根据船舶数据要求船舶原理（盛振邦 刘应中）上册290页的相关表述：由于排水量未知，我们对排水量估算后，计算得到:（1）当船舶的排水量=1678t(方形系数认为母型船一样，同时考虑海水密度)，此时，主机单机功率约为314KW。值得注意的是，根据船舶设计原理（顾敏童），第70和71页，油船的载重量系数估算公式及其排水量估计公式得排水量为1674t.此时主机单机功率为312KW. 如果按方形系数是0.81计算，主机单机功率约为343KW。 查询中国船舶装备的可以采用以下机型：型号TBD604BL6缸数（个）6功率（kW）360缸径（mm）170行程（mm）195转速（r/min）1200耗油量（g/kWh） 197重量（kg）2550滑油消耗率2.04g/kWh合同最大持续功率(CMCR)360 kW形式：船用直列、水冷、直喷式、涡轮增压、中冷、四冲程高速柴油机台数：2台 燃油品种： 0#轻柴油注意：上文中，船舶原理 上海交通大学出版社，盛振邦等。 船舶设计原理上海交通大学出版社，顾敏童。三、滑油系统的计算3.1贮油舱的计算参考民用船舶动力装置商圣义165页，有：（1）主机的滑油消耗量：已知主机的滑油消耗率主机标定功率Peb=360KW续航力 t1=180h（2）辅机的滑油消耗量 已知辅机的滑油消耗率辅机中货油泵机组持续工作时间t2可以不考虑 ，发电机组持续工作时间等于180h，取辅机的负荷系数。(3)贮油舱容积 一般滑油密度 容积系数 贮备系数（4）因此 Vs=0.39m3。3.2.滑油循环泵（主滑油泵）滑油循环泵设有2台,其中1台作为备用泵。（1） 排量 经计算，主机滑油泵排量为11m3。（2）压头 泵的压头应保证滑油进入最后一道轴承前压力有0.0780.094MPa,此处可取0.392 MPa。（3） 选型 从中国船舶装备(68页供应商3102)选，ALG型齿轮泵：流量：13 压头：0.5MPa转速：975RPM3.3 主机滑油循环柜容积主机滑油循环柜容积 设置两个滑油循环柜，且保证在船舶倾斜时油泵也能可靠地吸油。 其中， Z 是滑油循环倍率，一般根据柴油机的类型来确定，对于本船柴油机， Z在90100次 ,这里取Z=90 次/h ，容积系数取 Cr=1.2计算得到 Vg=0.4m33.4滑油沉淀柜 滑油沉淀柜用于贮存和沉淀滑油，其容积是Vg的1.5倍，即1.5Vg=0.6m33.5污油柜倍污油柜用于贮存更换下的滑油，一般只设置一个，容积为滑油循环柜的1.2倍，即1.2Vg=.48m33.6油渣柜油渣柜用于存放从分油机分离出来的油渣和水根据民用船舶动力装置167页表4-2-1 ， 取油渣柜容积为 0.5m33.7主机滑油备用泵 仍选 ALG型电动齿轮泵： 流量：13 压头：0.5MPa 转速：975RPM3.8其他 滑油管路系统主要设备除附图一可见者外，还有主机自带抽吸泵和压力泵等。滑油管路系统包括主机润滑管路和辅机与齿轮箱润滑管路两部分。 其中，主机润滑管路工作原理如下： 当主机运行时滑油压力泵从滑油循环柜中吸油，经木屑过滤器，自(20)进入冷却器冷却后，再经过双联缝隙式磁性滤器进行细滤，而后进入主机滑油总管，再通过各支管去润滑有关部件，润滑后的滑油靠重力流至油底壳，经滑油抽吸泵打入循环柜内，如此循环，周而复始，当主机发生故障或检修时，可用备用泵8替代，但滑油不经循环柜，而按湿底壳方式循环与供油。由于油底壳存油较少，故不能长期工作，要及时采取措施。四、船舶空调系统 本船在中国沿海航行，船员为十二人，可以考虑安装空调系统。 本船的气调节装置，原理是将外界进入舱室的空气过滤，并在夏季时将其冷却并除水，而在冬季时则将其加热并喷湿，然后通过风管送到各个舱室，人为控制和调节空气的温度、湿度与清新度，在舱室中建立一个适宜的人工气候。 根据本船船况，本船的空调舱室可直接按左右舷分区，拟采用集中供应的局部空调系统。4.1空调区域的划分（1） 将一些位置或者要求相近的舱室划为一个区域，由一台空调器负责处理该区所需要的空气，并送至各区舱室。（2） 为便于空调管路的布置，在全船空调范围，划分为首部、尾部、中央空调区等。（3） 根据计算得到的空调负荷值，把全船空调舱室划分为左右舷负荷大致相等的数个空调区，但风管布置来讲，必须穿过多层甲板。（4） 按甲板分层划分空调区域，负荷大的那层甲板则在同一层中又可划分数个区域。（5） 布置空调区域各管时，应考虑全船的布置情况，特别是水密区和防火区，应尽力避免穿过防火隔堵或水密舱壁。 4.2 空调管路布置注意事项（1） 所有暴露在舱外空气和排气空调区域的甲板和围壁必须做成绝热结构，贯通空调区域的冷热管件等应包扎绝热外套，以减少空调系统的能耗。（2） 进风口的布置，应能保证夏季顺利的吸入清洁凉爽的舱外空气，因此进风口必须避开主辅机舱室、货油舱、厕所、病房等机械排风和自然排风的风口，并注意采取防海浪和雨水进入的措施。（3） 注意降低空调系统的噪声，特别是在有条件时，在送风管处装消声器。（4） 由于海上空气中含有盐分，本海船空调系统设备应注意防腐蚀。空调器负荷和送风量的估算4.3船用空调器负荷估算 计算公式 式中含义如下 项目名称符号空调制冷负荷空调采暖负荷显热潜热空调系统的得（失）热量舱内（得）是热量渗入（出）热VV人体热VV设备热VV通风管路渗入（出）热VV二次加热V送风机热V回风管渗入（出）热VV新风热VVV因数据不详，不再进行详细计算。空调系统原理图见附图二。五、管路附件 、管路计算和布置注意事项本节主要目的是考虑到空调管系和滑油管系要涉及到管路附件和管路计算与布置，特设此节，略作介绍。船舶上管路附件选用时应参考有关国家标准（GB）和船舶标准（CB）5.1管路附件（1） 管路连接件主要有螺纹接头 法兰 座板 通舱管件等。（2）阀件 主要有截止阀 止回阀 截止止回阀 闸阀 通海阀 旋塞等。（3） 阀箱 主要有吸入阀箱、排除阀箱和调驳阀箱。阀箱是两个以上的阀的组合体，便于集中管理和减少管系中阀的数量。5.2管径计算（1）管的内经其中管内流体流